單相奧氏體組織的奧氏體型不銹鋼焊接接頭易發(fā)生焊接熱裂紋,這種裂紋是在高溫狀態(tài)下形成的。常見的裂紋形式有弧坑裂紋、熱影響區(qū)裂紋、焊縫橫向和縱向裂紋。就裂紋的物理質(zhì)上講,有凝固裂紋、液化裂紋和高溫低塑性裂紋等多種。易產(chǎn)生焊接接頭熱裂紋的主要原因有以下幾點(diǎn): 1. 焊接接頭的熱裂紋及其對(duì)策 1.1 焊接接頭產(chǎn)生熱裂紋的原因 1.2 焊縫金屬凝固期間存在較大的拉應(yīng)力,這是產(chǎn)生凝固裂紋的必要條件。因奧氏體型不銹鋼的熱導(dǎo)率小,線膨脹系數(shù)大,在焊接區(qū)降溫(收縮)期焊接接頭必然要承受較大的拉應(yīng)力,這也促成各種類型熱裂紋的產(chǎn)生。 1.3 方向性強(qiáng)的焊縫柱狀晶組織的存在,有利于有害雜質(zhì)的偏析及晶間液態(tài)夾層的形成。 1.4 奧氏體不銹鋼的品種多,母材及焊縫的合金組成比較復(fù)雜。含鎳量高的合金對(duì)硫和磷形成易熔共晶更為敏感,在某些鋼中硅和鈮等元素,也能形成有害的易熔晶間層。 2、避免奧氏體型不銹鋼焊接熱裂紋的途徑 2.1 冶金措施 2.2 工藝措施 (1)焊縫金屬中增添一定數(shù)量的鐵素體組織,使焊縫成為奧氏體-鐵素體雙相組織,能很有效地防止焊縫熱裂紋的產(chǎn)生。這是由于鐵素體能夠溶解較多的硫、磷等微量元素,使其在晶界上數(shù)量大大減少;同時(shí)由于奧氏體晶界上的低熔點(diǎn)雜質(zhì)被鐵素體分散和隔開,避免了低熔點(diǎn)雜質(zhì)呈連續(xù)網(wǎng)狀分布,從而阻礙熱裂紋的擴(kuò)展和延伸。常用以促成鐵素體的元素有鉻、鉬、釩等。 (2)控制焊縫金屬中的鉻鎳比,對(duì)于304型不銹鋼來說,當(dāng)焊接材料的鉻鎳比小于1.61時(shí),就易產(chǎn)生熱裂紋;而鉻鎳比達(dá)到2.3~3.2時(shí),就可以防止熱裂紋的產(chǎn)生。這一措施的實(shí)質(zhì)也是保證有一定量的鐵素體的存在。 (3)在焊縫金屬中嚴(yán)格限制硼、硫、磷、硒等有害元素的含量,以防止熱裂紋產(chǎn)生。對(duì)于不允許存在鐵素體的純奧氏體焊縫,可加入適當(dāng)?shù)腻i和少許的碳、氮,同時(shí)減少硅的含量。 2.3 工藝措施 (1)采用適當(dāng)?shù)暮附悠驴诨蚝附臃椒?,使母材金屬在焊縫金屬中所占的分量減少(即小的熔合比)。與此同時(shí),在焊接材料的化學(xué)成分中加入抗裂元素,且其有害雜質(zhì)硫、磷的含量比母材金屬中的少,即化學(xué)成分優(yōu)于母材金屬,故應(yīng)盡量減少母材金屬熔入焊接熔池的數(shù)量。 (2)盡量選用低氫型焊條和無氧焊劑,以防止熱裂紋的產(chǎn)生。 (3)焊接參數(shù)應(yīng)選用小的熱輸入量(即小電流快速焊)。在多層焊時(shí),要等前一層焊縫冷卻后再焊接次一層焊縫,層間溫度不宜高,以避免焊縫過熱。施焊過程中焊條不允許擺動(dòng),采用窄焊縫的操作技能。 (4)選擇合理的焊接結(jié)構(gòu)、焊接接頭型式和焊接順序,盡量減少焊接應(yīng)力,可以減少熱裂紋的產(chǎn)生。 (5)在焊接過程結(jié)束和中途斷弧前,收弧要慢且要設(shè)法填滿弧坑,以防止弧坑裂紋的形成。 |
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